Сегодня мы поделимся подробным обзором терминов, связанных с технологическими свойствами металлических материалов.
1. Литейность (формуемость)
Имеется в виду способность металлического материала производить качественную отливку методами литья. Литейные качества в основном включают текучесть, усадку и сегрегацию. Текучесть означает способность расплавленного металла заполнять форму; под усадкой понимается степень объемной усадки во время затвердевания; под сегрегацией понимают неравномерность внутреннего химического состава и структуры металла, вызванную различиями во времени кристаллизации при охлаждении и затвердевании.
2. Подделываемость
Это относится к способности металлического материала изменять форму без растрескивания во время обработки давлением. Это включает в себя возможность выполнять процессы ковки, прокатки, растяжения и экструзии в горячем или холодном состояниях. Качество ковки в основном связано с химическим составом металлического материала.
3. Обрабатываемость (Обрабатываемость, Обрабатываемость)
Это относится к легкости, с которой металлический материал можно превратить в качественную заготовку с помощью режущего инструмента. Обрабатываемость обычно измеряется шероховатостью поверхности обрабатываемой детали, допустимой скоростью резания и степенью износа инструмента. Это связано со многими факторами, такими как химический состав, механические свойства, теплопроводность и степень наклепа металлического материала. Твердость и ударная вязкость обычно используются как приблизительный показатель обрабатываемости. Вообще говоря, чем выше твердость металлического материала, тем труднее его резать; даже если твердость невысока, но прочность велика, резка все равно затруднена.
4. Свариваемость (Свариваемость)
Это относится к приспособляемости металлического материала к процессам сварки. В основном это относится к легкости, с которой можно получить сварное соединение высокого-качества при определенных условиях сварочного процесса. Он включает в себя два аспекта: во-первых, характеристики соединения, т. е. чувствительность определенного металла к образованию дефектов сварки при определенных условиях сварочного процесса; во-вторых, эксплуатационные качества, то есть пригодность определенного металлического сварного соединения к эксплуатационным требованиям в определенных условиях сварочного процесса.
5. Термическая обработка
(1) Отжиг: это относится к процессу термообработки, при котором металлический материал нагревается до соответствующей температуры, выдерживается в течение определенного времени, а затем медленно охлаждается. Обычные процессы отжига включают: рекристаллизационный отжиг, отжиг для снятия напряжения-, сфероидизирующий отжиг и полный отжиг. Целью отжига является снижение твердости металлических материалов, улучшение их пластичности для облегчения механической обработки или обработки давлением, уменьшение остаточных напряжений, улучшение гомогенизации микроструктуры и состава или подготовка микроструктуры к последующей термообработке.
(2) Нормализация: это относится к процессу термообработки, заключающемуся в нагреве стали или стальных деталей до температуры на 30 градусов -50 градусов выше Ac3 или Acm (верхней критической точки температуры стали), выдержке в течение соответствующего времени, а затем охлаждении на неподвижном воздухе. Целью нормализации является главным образом улучшение механических свойств низкоуглеродистой стали, улучшение обрабатываемости, измельчение зерен, устранение дефектов микроструктуры и подготовка таким образом микроструктуры к последующей термообработке.
(3) Закалка: это относится к процессу термической обработки, при котором стальные детали нагреваются до температуры выше Ac3 или Ac1 (нижняя критическая точка стали), выдерживаются в течение определенного времени, а затем охлаждаются с соответствующей скоростью для получения мартенситной (или бейнитной) микроструктуры. Обычные процессы закалки включают закалку в соляной ванне, мартенситную ступенчатую закалку, бейнитную изотермическую закалку, поверхностную закалку и локальную закалку. Целью закалки является получение заданной мартенситной структуры в стальных деталях, повышение твердости, прочности и износостойкости заготовки, подготовка микроструктуры к последующей термообработке.
(4) Закалка: это относится к процессу термообработки, при котором стальные детали закаляются, затем нагреваются до температуры ниже Ac1, выдерживаются в течение определенного времени, а затем охлаждаются до комнатной температуры. Обычные процессы отпуска включают низко-отпуск, средне-отпуск, высоко-температурный отпуск и многократный отпуск. Целью отпуска является главным образом устранение напряжений, возникающих при закалке, чтобы стальные детали имели высокую твердость и износостойкость, а также необходимую пластичность и вязкость.
(5) Закалка и отпуск: это относится к комбинированному процессу термообработки закалки и отпуска стали или стальных деталей. Сталь, используемая для закалки и отпуска, называется закаленной и отпущенной сталью. Обычно это относится к конструкционной стали со средним-углеродом и конструкционной стали со средним-углеродистым сплавом.
(6) Химико-термическая обработка: это относится к процессу термической обработки, при котором детали из металла или сплава помещаются в активную среду при определенной температуре и выдерживаются, чтобы один или несколько элементов проникли в их поверхностный слой, тем самым изменяя их химический состав, микроструктуру и свойства. Обычные процессы химико-термической обработки включают цементацию, азотирование, карбонитридирование, алюминирование и борирование. Целью химико-термической обработки является, прежде всего, повышение твердости поверхности, износостойкости, коррозионной стойкости, усталостной прочности и стойкости к окислению стальных деталей.
(7) Обработка на раствор: это относится к процессу термообработки, при котором сплав нагревается до высокой -однофазной области-и выдерживается при постоянной температуре, чтобы позволить избыточной фазе полностью раствориться в твердом растворе, с последующим быстрым охлаждением для получения пересыщенного твердого раствора. Целью обработки на раствор является, прежде всего, повышение пластичности и вязкости стали и сплавов, а также подготовка к дисперсионному твердению.
(8) Дисперсионное упрочнение (дисперсионное упрочнение): Это относится к процессу термообработки, при котором атомы растворенного вещества в перенасыщенном твердом растворе агломерируются и/или выпадают в осадок и диспергируются в матрице, что приводит к затвердеванию. Например, аустенитная дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь после обработки на раствор или холодной обработки может достичь очень высокой прочности, пройдя обработку дисперсионным твердением при температуре 400–500 градусов или 700–800 градусов. (9) Обработка старением: это относится к процессу термообработки, при котором свойства, форма и размеры заготовки из сплава изменяются со временем после обработки на раствор, холодной пластической деформации, литья или ковки с последующим помещением при более высокой температуре или поддержанием при комнатной температуре. Если заготовка нагревается до более высокой температуры и состаривается в течение более длительного периода, это называется обработкой искусственным старением. Если заготовка находится при комнатной температуре или в естественных условиях на длительный период, явление старения называется обработкой естественным старением. Целью обработки старением является устранение внутренних напряжений в заготовке, стабилизация ее микроструктуры и размеров, улучшение механических свойств.
(10) Прокаливаемость: относится к характеристикам, которые определяют глубину закалки и распределение твердости стали в определенных условиях. Прокаливаемость стали часто выражают глубиной закаленного слоя. Чем больше глубина закаленного слоя, тем лучше прокаливаемость стали. Прокаливаемость стали главным образом зависит от ее химического состава, особенно от наличия легирующих элементов, повышающих прокаливаемость, размера зерна, температуры нагрева и времени выдержки. Сталь с хорошей прокаливаемостью обеспечивает равномерные механические свойства по всему поперечному сечению стальной детали и позволяет использовать закалочные агенты с низким закалочным напряжением, что снижает деформацию и образование трещин.
(11) Критический диаметр (критический диаметр прокаливаемости): Критический диаметр относится к максимальному диаметру стали после закалки в определенной среде, при которой сердечник приобретает полную мартенситную или 50% мартенситную структуру. Критический диаметр некоторых сталей обычно можно определить путем испытаний на прокаливаемость в масле или воде.
(12) Вторичная закалка. Некоторые железо-углеродистые сплавы (например, быстрорежущая-стали) требуют многократного отпуска для дальнейшего повышения их твердости. Это явление упрочнения называется вторичным упрочнением, которое вызвано выделением специальных карбидов и/или их участием в превращении аустенита в мартенсит или бейнит.
(13) Отпускная хрупкость: относится к явлению охрупчивания закаленной стали после отпуска в определенных температурных диапазонах или медленного охлаждения от температуры отпуска до прохождения этого температурного диапазона. Отпускную хрупкость можно разделить на отпускную хрупкость первого-типа и отпускную хрупкость второго-типа. Первый тип отпускной хрупкости, также известный как необратимое отпускное охрупчивание, в основном возникает при температуре отпуска от 250 до 400 градусов. После повторного нагрева охрупчивание исчезает, и повторный отпуск в этом диапазоне не приводит к повторному охрупчиванию. Второй тип отпускной хрупкости, также известный как обратимое отпускное охрупчивание, возникает при температурах от 400 до 650 градусов. После повторного нагрева охрупчивание исчезает, и температуру следует быстро снизить. Длительное воздействие или медленное охлаждение в диапазоне 400–650 градусов приведет к повторному каталитическому-проявлению. Возникновение отпускной хрупкости связано с легирующими элементами в стали. Например, марганец, хром, кремний и никель имеют тенденцию вызывать отпускное охрупчивание, тогда как молибден и вольфрам имеют тенденцию уменьшать эту тенденцию.
